201293. lajstromszámú szabadalom • Eljárás krizantémsav vagy észterei racemizálására
HU 201293 B A találmány tárgya eljárás krizantémsav vagy észterei racemizálásra. Közelebbről, a találmány szerinti eljárás az (I) általános képlctű vegyületeka képletben R jelentése hidrogénatom; adott esetben fenilcsoporttal szubsztituált 1-6 szénatomos alkilcsoport, adott esetben két 1-5 szénatomos alkilcsoporttal szubsztituált 5-7 szénatomos cikloalkilcsoport, vagy 1-4 szénatomos alkoxicsoporttal szubsztituált fenilcsoport -racemizálására vonatkozik. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy az (I) általános képlető savat vagy észtert (II) általános képletű bromid-vegyülettel - a képletben M jelentése bőr- vagy alumíniumatom, Rí jelentése 1-6 szénatomos alkil- vagy alkoxicsoport és n értéke 1-3 -reagáltatjuk, egy azovegyület jelenlétében. A krizantémsav, vagyis a 2,2-dimetil-3-(2-metiI- l-propcnil)-cikloperopán-l-karbonsav a piretroid inszekticidként ismert észterek savkomponensét alkotja, a fenti inszekticid vegyületek - például piretrin, alletrin, ftaltrin - emlős szervezetekre nézve alacsony toxieitásúak és gyorsan ható inszekticidek. A krizantémsav a fenti inszekticid észterek előállításának köztitermékeként használható. A krizantémsavnak négy izomerje van, mégpedig két geometriai izomerje, azaz cisz és transz formája, amelyek mindegyike két optikai izomer - azaz ( +)- és (-)-izomer - formájában lehet. Ismeretes, hogy a transz-formában lévő savból képzett észterek nagyobb inszekticid aktivitást mutatnak, mint a megfelelő cisz-formában lévő savból képzett észterek, továbbá a (+ )-izomer formában lévő sav észterei sokkal nagyobb aktivitásúak, mint a megfelelő (-)-izomerből képzett észterek. A krizantémsavat iparilag általában visz- és transz-izomerek elegyeként állítják elő, amelyek mindegyike racém elegy, azaz (± )-izomer formában van. Az így kapott savat optikailag aktív szerves bázissal rezolválva (+ )-formában lévő savat kapnak, amelyet magas aktivitású inszekticid vegyülelek előállítására használnak. Az optikai rezolválás után visszamaradó (-)-izomer nemigen használható, mivel az ebből képzett észterek csaknem inaktívak. A fentiekkel összhangban a (-t-)-izomer sav előállítása során - különösen ipari méretű előállítása során - igen fontos a (-)-izomer sav minél teljesebb mértékű racemizálása, hogy azt az optikai rezolválásban újra kiindulási anyagként lehessen felhasználni. Az optikailag aktív krizantémsav racemizálása nehéz, mivel két - a képletrajzon *-gal jelölt - aszimmetriás szénatomot tartalmaz, az 1-es és 3-as helyzetben. A racemizálásra eddig már ismertettek néhány eljárást. Egyik ismert eljárás szerint a (-)-transz* krizantémsavat 3-as helyzetű izobutenilcsoportján oxidálva keto-alkohollá alakítják, és az 1-es helyzetű szénatomon lévő savcsoportot rövidszénláncú alkil-észterré alakítják, majd egy alkálifém-alkoholáttal reagáltatják, oldószer jelenlétében (3 282 984 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás); másik ismert eljárás szerint a (-)-transz-kri-1 zantémsavat ultraibolya sugarakkal besugározzák, fotoszenzibilizátor jelenlétében (3 657 086 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás); a harmadik ismert eljárás szerint az optikailag aktív krizantémsavat a megfelelő savhalogeniddé alakítják, majd Lewis-sawal hozzák érintkezésbe (3 989 750 és 4182 906 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások); a negyedik ismert eljárás szerint az optikailag aktív krizantémsavat savanhidriddé alakítják, majd jóddal hozzák érinekezésbe (4 485 257 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Kutatásaink során azt tapasztaltuk, hogy az optikailag aktív krizantémsavat vagy annak észterét egyszerűen és magas hozammal úgy racemizálhatjuk, hogy bór-bromid- vagy alumínium-bromid-vegyülettel kezeljük azovegyület jelenlétében. A találmány szerinti eljárás a fenti felismerésen alapul. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy azzal az optikailag aktív krizantémsav vagy annak észtere könnyen, magas hozammal racemizálható, és az eljárás különösen ipari méretekben igen egyszerűen megvalósítható. Ezenkívül a találmány szerinti eljárásban közvetlenül használható a (-)-krizantémsav vagy annak észtere, amely az optikai rezolválás során keletkezik. A találmány szerinti eljárásban használt azovegyület hatására az alkalmazható bromid mennyisége csökkenthető, és lecsökken a racemizáláshoz szükséges idő. Ezenkívül különféle megfontolások is szerepet játszanak az ipari méretű eljárásban, például az azovegyület nem hajlamos önmagában bomlásra, és könnyen kezelhető. A racemizálási eljárás termékeként a kiindulási anyag izomer-összetételétől függetlenül mindig transz-izomerben feldúsult termék keletkezik. Mivel a transz-formában lévő piretroid észterek inszekticid aktivitása lényegesen nagyobb, mint a megfelelő, cisz-formában lévő észtereké, a racemizálási eljárás fenti jellemzője igen nagy előnyt jelent. így a racemizálási eljárást a sav vagy annak észtere racém cisz-izomer formájának vagy a racém visz- és transz-izomer formák elegyének megfelelő, racém transz-izomerben gazdag termékké alakítására is alkalmazhatjuk. A találmány szerinti eljárást részleteiben alább ismertetjük. A találmány szerinti eljárás kiindulási anyagaként a krizantémsav vagy annak észtere négy lehetséges optikai izomerjének bármelyike alkalmazható, külön-külön, vagy izomerek elegye formájában, vagyis bármilyen optikai tisztasági fokú kiindulási anyag alkalmazható. Szükségtelen azonban említenünk, hogy kiindulási anyagként előnyösen (-)-izomer formájában, vagy (-)-izomerben gazdag formában lévő vegyületet használunk. Krizantémsav-észterként például krizantémsavmetil-észtert, krizantémsav-etil-észtert, krizantémsav-propil-észtert, krizantémsav-butil-észtert, krizantémsav-ciklohexil-észtert, és krizantémsav-benzil-észtert használhatunk. A találmány szerinti eljárásban (II) általános képletű bromidvegyületként például bór-tríbromidot és alumínium-tribromidot használhatunk. A krizantémsav vagy annak észtere 1 móljára számít-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
